浅谈低电压穿越装置在 660MW火电机组给煤机变频器上的实践应用

浅谈低电压穿越装置在 660MW火电机组给煤机变频器上的实践应用

刘海燕

国电蚌埠发电有限公司 安徽蚌埠 233000

摘要：低电压穿越（Low voltage ride through,LVRT），意思是设备在确定时间内能够承受一定低电压运行而且不退出的能力。起源于风力发电系统，在低电压穿越技术应用以前，当电网发生故障、电压发生波动时，采取与电网解列的方式保护风机的励磁装置，这就造成了风机的频繁起停，易造成设备损坏并且会影响电网的稳定运行，甚至会产生恶劣的连锁反应。为解决这类问题，低电压穿越理念被提出并研究应用于实践。

关键词：低电压；660MW火电机组；给煤机变频器

在逐步改造发展之下，低电压穿越装置越来越多的被应用于火力发电设备，尤其是像给煤机、空预器等，具有变频调速迟缓、负载重等特点的设备，不能适应快速调频，不具备低电压穿越的能力，当电压跌落时，会造成设备停运进而引发非停。为防止因系统电压波动以及备自投切换、备用电源切换所引起的电压短暂失去，而造成的设备跳闸，局部地区电网已下发火电机组辅机低电压穿越改造的通知，并要求管辖的电厂实施辅机低电压穿越改造。

1、设备状况

在吸取多厂因电压短时降低，给煤机不具备低电压穿越能力而造成设备停运，机组跳闸的经验教训后，某660MW机组迅速提出低电压穿装置的安装应用实施方案，完成给煤机设备改造（表1为我厂给煤机设备参数）。

给煤机采用双电源模式，一个主电源一个备用电源分别接自锅炉MCC的A/B两段，具备自动切换的能力。

表1某660MW机组给煤机参数

三、改造方案及原理

3.1电源连接方式

采用GLT-20变频器低电压穿越电源（表2为机组低电压穿越装置参数）。交流主电源取自给煤机正常运行电源的接入端，输出直流接入变频器。直流电源为选配电源未安装。

表2 GLT-20低电压穿越装置参数

3.2 GLT-20工作原理

图1 GLT-20工作原理图

正常情况下，给煤机由正常主电源接待，低电压穿越装置处于旁路状态；当电网电压不稳定，发生短时跌落时，低电压穿越装置的升压装置迅速响应，投入运行，保证变频器具有稳定的电压源。当给煤机电源电压恢复稳定电压，切至正常接待，低电压穿越装置的升压电路自动退出，投入备用。

当输入电压低于20%pu时还可选配安装直流电源，参与补充供电，保障给煤机输入电压在0-100%范围内工作稳定。

（1）二极管桥式整流

低电压穿越装置的主电路接入三相交流电源，经断路器QF1接入二极管三相桥式整流电路，将三相交流整流为直流电路。为保证直流电流质量加入电容C1、C2进行滤波，保证波形平缓。同时为防止C1、C2充电初期电流过大，损坏电容，加入电动开关KM1与电阻YR1构成预充电回路，充电完成后将电阻旁路。

（2）BOOST升压斩波

三相三重升压斩波电路，由三个相同的boost基本升压斩波电路并联构成，使输出的电压电流脉动成度减小，扰动小、波形稳，并通过电容C3、C4进一步滤波。

（3）反向电压冲击保护

晶闸管、二极管和限流电阻组成的防反回路，用来保护升压电路的IGBT的门极不受到反向电压的冲击，同时过流保护通过保险熔丝的熔断实现。

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5. 低电压穿越的接入

直接接入变频器的直流端，利用变频器的逆变模块为给煤机电机供电。

四、能力校验

4.1厂用母线电压暂降至额定值60%，维持5s实验情况。

（a）变频器输入电压波形 （b）变频器输出电压波形

图2变频器运行频率35HZ厂用母线电压降至额定电压60%，持续5S给煤机变频器输入、输出电压波形

本次实验中，变频器运行频率35HZ厂用母线电压降至额定电压60%，持续5S给煤机变频器交流输出电压正常，低电压穿越装置投入正常。

4.2厂用母线电压暂降至额定值20%，维持0.5s实验情况。

（a）变频器输入电压波形 （b）变频器输出电压波形

图3变频器运行频率35HZ厂用母线电压降至额定电压20%，持续0.5S给煤机变频器输入、输出电压波形

本次实验中，变频器运行频率35HZ厂用母线电压降至额定电压20%，持续0.5S给煤机变频器交流输出电压正常，低电压穿越装置投入正常，直流电源供电可靠。

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6. 结语

通过本文中低电压穿越装置在给煤机设备上应用的原理分析及实际情况介绍，可以得到低电压穿越装置的安装使用，避免了因短时故障或者延时而造成的停机事故，大大提高了制粉系统的运行可靠性的结论。随着社会发展，火力发电对设备的可靠性提出了更加严苛的要求，电压穿越装置逐步应用广泛，并向高电压穿越应用方向发展，因此电压穿越装置在实践中的应用依旧值得我们进一步探讨。